La robótica es el diseño, construcción, operación y uso de robots. Pero esta definición es bastante aburrida. ¿Qué es un robot? ¿Qué se puede hacer con robots? ¿Y cómo puedes construir la tuya propia?

Este artículo te mostrará:

• Cómo puede comenzar a usar robótica
• Donde puede encontrar ideas, tutoriales y suministros
• Cómo puede convertirse en un participante activo en la comunidad de robótica.

Una breve historia de los Robots

La palabra «robot» fue acuñada en 1920 por Josef Capek. Su hermano, Karel, usó el término para referirse a un humanoide ficticio en la obra de 1920 R. U. R.

Los robots son máquinas que pueden realizar acciones (o series de acciones) automáticamente. El término abarca una amplia gama de dispositivos, pero en general, pueden:

• controla sus acciones
• recibe retroalimentación sensorial
• procesa información.

Los robots suelen ser programables. Se pueden guiar con dispositivos de control externos o integrados en el propio robot. Un robot puede ser completamente autónomo, o puede estar completamente subordinado a su mecanismo de control.

Con el tiempo, los robots se han vuelto cada vez más complejos. Los robots de hoy en día tienen la tarea de realizar trabajos que una vez fueron realizados por humanos, pero ahora se consideran excesivamente repetitivos, peligrosos o que ocurren en entornos que serían hostiles para los humanos, como el espacio exterior o en los fondos marinos.

¿Qué Pueden Hacer Los Robots?

Hay muchas aplicaciones para robots, y no todas son complejas, algunas son simplemente juguetes para niños pequeños. Estos son solo algunos ejemplos de las tareas que llevan a cabo:

• Trabajar en entornos extremos: las zonas de guerra o nucleares, las áreas submarinas y el espacio exterior son demasiado peligrosas para que las personas trabajen. Los robots pueden llevar a cabo muchas de las tareas peligrosas. Por ejemplo, los drones permiten el reconocimiento en áreas ocupadas por el enemigo en tiempos de guerra, la curiosidad está fuera explorando Marte y Wally se arrastra por el suelo o el océano.
• Ayuda en el hogar: Los electrodomésticos robóticos, como fregonas y aspiradoras, realizan el trabajo en nombre de sus propietarios.
• Coches autónomos de control: Los coches autónomos han sido prototipos desde la década de 1920, pero el facilitador más conocido de la investigación moderna de automóviles autónomos probablemente sea Google. Los vehículos que conducen por sí mismos se están volviendo más inteligentes, y aunque no se han convertido en la corriente principal, algunos ya se han lanzado a las carreteras.
• Leer y aprender: Investigadores de la Universidad de Oxford crearon Marge, un robot «alfabetizado» que puede leer el periódico y aprender por sí mismo hechos. La «inteligencia» de Marge se deriva de su software, y los investigadores responsables de ella están tratando de enseñarle las habilidades de razonamiento que se encuentran en los humanos.
• Ayudar a las personas con problemas de salud o deficiencias: Los robots pueden ayudar a las personas con discapacidades físicas a realizar las tareas cotidianas. Por ejemplo, las sillas de ruedas se han convertido en máquinas motorizadas de usos múltiples; por ejemplo, pueden ayudar a los usuarios con un uso limitado de sus brazos a abrir la puerta de la nevera y recuperar una comida. Artículos como brazos y piernas protésicos también han pasado de ser simples dispositivos similares a clavijas a extremidades «inteligentes» capaces de comunicarse con el cerebro humano.

Empresas de robótica

Puede hacerse una buena idea del futuro de la robótica observando lo que están haciendo las empresas de robótica hoy en día.

Robotics Business Review, una fuente líder en línea de noticias e información sobre robótica, publica el RBR50. Es una lista de las empresas más destacadas en la industria de la robótica. Las empresas de esta lista se seleccionaron en función de sus innovaciones, aplicaciones innovadoras y éxito y potencial comercial. Están abordando problemas de salud, logística y aviación.

Algunas de las compañías más conocidas en el RBR50 incluyen:

• Honda Robotics
• Alfabeto de Google
• Intel
• LEGO A/S.

Primeros pasos con robots

No todos los robots son máquinas de gran complejidad. Algunos pueden ser bastante simples, como este juguete introductorio de robótica para niños. El cielo es el límite cuando se trata de proyectos de robótica elemental, por lo que aquí hay algunos recursos que puede consultar para obtener ideas:

• Your First Robot: Instructables ofrece una lista de 15 proyectos de robótica fáciles de probar, que incluyen un Virbobot de Cucaracha Solar y un Corredor de Robots.
• Cómo construir un robot simple: Este tutorial de RobotShop le enseña cómo hacer un robot personalizado en solo diez pasos.
• Fabricación de robots simples: Explore la Robótica de Vanguardia con Cosas Cotidianas: Este libro introductorio de Kathy Ceceri está escrito en un lenguaje que los no ingenieros entenderán. Te enseña a construir robots simples usando materiales que probablemente ya tengas.
• Cómo construir un robot de0 10: La Red Africana de Robótica lanzó un desafío en 2012: diseñar un robot que cueste 1 10 o menos construirlo. No todos son súper simples, pero estos proyectos son una forma económica de comenzar.

Materiales de abastecimiento

Una vez que tenga las ideas, es posible que deba comprar materiales adicionales, como componentes electrónicos y microcontroladores. Puede obtenerlos en sus tiendas locales de hardware, pasatiempos o electrónica, o puede pedirlos en línea en minoristas como Amazon, Maker Shed, Parallax y Robot Shop.

Diseño y construcción de robots

No hay un estándar establecido para el aspecto de los robots, por lo que el cielo es el límite cuando se trata de diseño. Los diseños de robots pueden ir desde ultrafuncionales (como los que se utilizan en las líneas de fabricación de automóviles) hasta máquinas elegantes que son lo más estéticamente agradables posible sin sacrificar la función (como la línea de aspiradoras de iRobot).

Cuando diseñe su robot, deberá identificar:

• El propósito de su robot
• Los requisitos para su robot (como tamaño, forma, fuente de energía, etc.).

Para un tratamiento en profundidad sobre cómo diseñar el robot que mejor se adapte a sus necesidades, consulte Proceso de diseño de robótica.

Los parámetros que identifique afectarán al diseño final de su robot una vez que se haya construido.

Robots de control

El control es una de las cosas más importantes que tendrá que superar al diseñar y construir un robot.

Hay muchas formas de controlar robots, cada uno de los cuales ofrece al robot en sí un grado diferente de autonomía:

• En un extremo del espectro, puede mantener el control total del robot permitiéndole moverse solo cuando se le den instrucciones explícitas (como con un control remoto).
• En el otro extremo, puede programar el robot para decidir por sí mismo cuáles serán sus próximos movimientos en función de la entrada sensorial (como luz o sonido) que reciba.

también puede encontrar un equilibrio entre ambos enfoques.

Controles remotos y de radio

Conectar un controlador externo a un robot es la forma más fácil de comenzar. Usando el controlador, emitirá instrucciones al robot, que luego responderá a sus comandos. Un robot controlado de esta manera normalmente tiene poca o ninguna inteligencia.

Para llevar esto un paso más allá, puede cambiar de un control conectado a uno inalámbrico, lo que reduce la necesidad de una conexión física entre la persona que controla el robot y el robot en sí. Tales implementaciones suelen incluir transmisores y receptores infrarrojos, que requieren una línea de visión entre los dos.

Sin embargo, si no desea este tipo de limitaciones, puede utilizar otros métodos de comunicación, como unidades de control remoto (R/C) o Bluetooth. Este último también ofrece comunicación bidireccional.

Recursos

• Manual de Robots de control con cable de Instructable
• RobotShop vende una selección de controles remotos inalámbricos
• Society of Robots ofrece un tutorial sobre la construcción de robots con control remoto
• Trossen Robotics tiene una selección de kits de control de robots.

Programación de su Robot

Al incluir un microcontrolador y un controlador de motor en su robot, puede programar su robot para realizar tareas específicas.

Piense en un microcontrolador como un pequeño ordenador capaz de leer y ejecutar un programa. El controlador del motor actúa como intermediario entre el microcontrolador y el robot, ya que este último no es capaz de proporcionar suficiente potencia a los motores del robot.

Al programar su robot, puede construir máquinas cada vez más autónomas. El control autónomo se puede preprogramar para no aceptar retroalimentación sensorial, retroalimentación sensorial limitada o retroalimentación sensorial compleja.

Recursos

• Aprende a programar con la línea de productos Mindstorms de LEGO.
• La Raspberry Pi es una computadora pequeña y asequible que puede usar con sus robots. Es muy popular y, por lo tanto, es fácil encontrar todo tipo de tutoriales útiles. Los fabricantes de Raspberry Pi también tienen un currículo sólido que es un gran lugar para comenzar.
• Robocode es un juego de programación donde puedes aprender a programar robots en Java o utilizando. NET framework.
• El Tutorial Introductorio de Programación de Robots de Toptal tiene muchos consejos útiles.

Para los Jóvenes (y Jóvenes de Corazón)

Hay muchos robots dirigidos a los niños. Son excelentes productos para adultos que también buscan una introducción suave a los robots:

• Engino: Engino produce kits de construcción modulares que incorporan componentes de robots; puede pensar en sus artículos como un cruce entre robótica, LEGO y k’nex.
• LEGO: La compañía ofrece muchos productos en el campo de la robótica. Además de la línea establecida Mindstorms, LEGO lanza su programa Boost, diseñado para enseñar a los niños programación y robótica básica.
• Ozobot: Robots de bolsillo diseñados para enseñar robótica a niños de 6 a 14 años.
• Robotis: Un fabricante de robots y kits de robots de aficionados y profesionales de STEM. Tienen varias líneas de robots; algunos son apropiados para niños de tan solo cinco años, mientras que la serie Bioloid es el kit más utilizado para competiciones de robótica.

Conferencias, Reuniones y Ferias

Aunque la robótica puede ser una actividad en solitario, no tiene por qué serlo. Las conferencias y ferias comerciales son excelentes maneras de reunirse con aficionados, investigadores y otros entusiastas de ideas afines. También son excelentes formas de obtener información sobre innovaciones:

• Robots for Roboticists mantiene un calendario de todas las próximas conferencias y eventos de robótica, aunque la mayoría de los eventos están dirigidos a un público académico o profesional
• Para conocer a aficionados y entusiastas cerca de usted, consulte los listados de Meetup, Eventbrite o Facebook
• También puede unirse a un club local.

Competiciones

Si desea probar suerte en competiciones de robótica, puede ingresar a sus creaciones en RoboCup, la Competencia de Vehículos Autónomos de SparkFun, RoboGames o el Robothon SRS.

Preguntas frecuentes sobre Robótica para Estudiantes